LHC-ATLAS deneyinde Dördüncü Aile Kuarklarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada LHC-ATLAS deneyinde araştırılacak olan Standart Model dördüncü aile kuarklarının varlığı ve sahip olduğu kütle değerleri aralıkları modellenerek incelenmiştir.Dördüncü Standart Model ailesi fermiyonlarının varlığı günümüzde maddenin orijini olarak kabul edilen Higgs alanının ve Higss bozonunun varolmasına katkıda bulunmaktadır.Standart Model Dördüncü Aile Fermiyonlarının varlığının araştırılması üzerine metodumuz modelleme (simülasyon) çalışmalarına dayanmaktadır. Bu çalışmalar, yüksek enerji fiziği hesaplama programı olan CalcHEP (Yüksek Enerji Fiziği Hesaplamaları - Calculation of High Energy Physics) kullanılarak yapılmıştır. Çalışma içerisinde programı kullanarak Dördüncü Aile Fermiyonlarının (pp ? u4,X veya pp ? d4,X kanalları) üretimleri, bozunum tesir kesitleri ve dallanma oranları hesaplanmıştır. Bu araştırmada; Dördüncü Aile Fermiyonlarının hareket denklemlerini ifade eden lagranjiyenden yola çıkarak teorik olarak Dördüncü Ailenin olması gerekliliğinin ispatıda sunulmaktadır.kanalı aracılığı ile dördüncü aile kuarklarının LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısında) tekli üretimini incelendi. Dördüncü aile kuarklarının ( ve ) bozulma genişliği ve dallanma oranlarını 300-800 GeV kütle aralığında hesaplandı. Sinyal ve fon süreçleri için tesir kesitleri Monte Carlo çerçevesinde çalışılmıştır. Sonuçta, eğer CKM matris elemanları ise LHC' de tekli ve kuarklarının çok miktarda elde edildiği gösterilmiştir.

In this study, Standard Model fourth family quarks and its mass range that will be studied at LHC ATLAS experiment was studied.Presences of the Fourth Standard Model Family Fermions contribute presence of Higgs range and Higss boson which is known as origin of matter at the present day.Methodology for Standard Model fourth family fermions? is based on simulation studies. These studies were performed using High Energy Physics program CalcHEP. In the study, fourth family fermions (pp ? u4,X or pp ? d4,X channels) productions, decay widhts and branching ratios were calculated using the CalcHEP program . In addition, theoretical proof of necessity of fourth family was presented using Langrangian that explains fourth family fermion equation of motions.The single production of fourth family quarks through the process at the Large Hadron Collider (LHC) has been studied. The decay widths and branching ratios of the fourth family quarks ( and ) in the mass range 300-800 GeV has been calculated. The cross sections for the signal and background processes have been calculated in the Monte Carlo framework. It is shown that the LHC can substantially discover single and quarks if the CKM matrix elements .